从大同市区沿国道向东北行驶约半小时,城市景观逐渐从古城墙和商业街过渡到开阔的晋北平原。路边运煤重卡的密度在下降,取而代之的是更多的光伏板指示牌。在新荣区西村乡丁崖村附近转弯,会看到一片平整的场地上整齐排列着几十个白色集装箱,在灰黄的晋北地貌中格外醒目。每个箱子约十来米长,银白色外壳在阳光下泛着光,箱体之间有粗大的电缆连接,旁边矗立着一座220千伏升压站和几座高压铁塔,再远处可以看见丁崖500千伏变电站的钢架轮廓。

这里不是物流堆场。它的正式名称是中鑫电联大同合荣新型储能电站,山西省首座电网侧独立储能电站,也是国内首家完全依托电力实时价格市场进行充放电交易的储能设施。站在这里,眼前这些安静的白箱子,就是理解大同能源转型最直观的物质证据。

合荣储能电站一期工程现场,白色储能集装箱整齐排列在蓝天下
合荣储能电站一期工程现场。几十个白色集装箱看起来像物流堆场,实际上它们是用磷酸铁锂电池模块组装的储能单元。图片来自大同日报

集装箱里面是什么

每个白色45英尺标准集装箱里,装着14簇磷酸铁锂电池模组。每簇由25个电池模组串联而成(每个模组16个电芯),一箱下来就是5兆瓦时(MWh)的储能容量,相当于500户家庭一整天的用电量。整个一期工程部署了60台这样的电池舱,外加30台交流升压舱,总容量100兆瓦/200兆瓦时,总投资约4.5亿元。整个工程从开工到并网只用了5个月。

说"充电宝"是通俗层面的比喻,但电化学储能的本质跟手机充电宝一样:低电价时充入、高电价时放出,赚取价差的同时为电网提供调节服务。区别在于它的规模:一期投资4.5亿元、占地50多亩,这已经是工业级的能源基础设施。项目远期规划500兆瓦/1000兆瓦时,总投资22亿元,占地约96亩。山西首座电网侧新型独立储能电站并网投运(山西日报)

合荣电站选择磷酸铁锂电池而非钴酸锂(手机电池)或三元锂(部分电动汽车),核心原因是安全性和循环寿命。磷酸铁锂的热失控温度远高于其他锂电体系,在大规模储能场景中更安全。它的电芯循环寿命超过5000次,按每天一次充放电算,服役期可以超过10年。冷却方面采用液冷方案(用50%水和50%乙二醇的混合液带走热量),比风冷更高效也更均匀。消防上配备了全氟己酮气体灭火系统,检测到火情时能在几十秒内释放灭火剂,抑制电池热蔓延。这些技术细节决定了储能站能以工业级可靠性长期运行,而不是实验室里的概念验证。

合荣电站的另一个特点在于它的建设速度:一期工程从开工到并网只用了5个月。相比之下,同等容量的燃煤电厂建设周期通常需要2-3年,抽水蓄能电站从勘察到投运更是需要6-8年。储能电站的模块化设计是快的主要原因:电池舱在工厂预制、现场拼接,不需要浇筑烟囱和冷却塔,也不需要铺设铁路专用线。这个速度差异本身就在改写能源基础设施的投资逻辑。

储能电站另一角度拍摄,展示站区布局规模
站区另一角度,可见集装箱之间的电缆连接和远处的220千伏升压站。图片来自大同日报

为什么需要储能站:煤电退出的前提条件

大同在20世纪靠煤炭撑起了城市骨架。大同煤矿曾是全国最大的优质动力煤基地,大秦铁路每天90列重载列车从湖东编组站出发,把煤运往秦皇岛港。进入21世纪,煤尘问题、资源枯竭和"双碳"目标迫使城市寻找新路。从2015年大同采煤沉陷区被列为全国首个"光伏领跑者示范基地"开始,光伏板替代了部分采煤区的地表使用。

但光伏和风电有一个无法绕开的问题:它们看天吃饭。中午阳光好时发电过剩,傍晚用电高峰时反而无光可发;大风天风电满发,无风天风电为零。如果电网里新能源占比低(比如5%),煤电机组随时补上即可。但当大同的新能源装机占比在2025年突破56%时,"新能源出力高时电价几乎为零,出力低时电价涨到每度1元以上"(新华社瞭望周刊报道),电网调度的压力就到了临界点。

储能站的角色就在这个缺口上:它在新能源出力高峰时充电("削峰"自己的发电),在出力低谷时放电(填补缺口),让新能源发电变成可调度的稳定电力。没有它,煤电机组就不能退出,因为电网需要煤电来兜底。有了它,煤电可以逐步从"主力电源"变成"备用调节"。这套"风光火储一体化"的逻辑在大同市发改委的十五五规划中被明确列为能源转型的核心路径。中共大同市委关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议

全国第一个"现货市场"储能站

合荣电站的另一个"第一"比技术参数更有制度意义:它是国内首家充放电完全依托电力现货市场进行交易的储能电站。传统模式下,储能电站的充放电由电网调度指令决定,按固定补偿价格结算。合荣电站选择了一条更"激进"的路:自己申报充放电量和价格曲线,根据市场实时电价决定什么时候充、什么时候放。

这套机制的运转方式:电站运营方每天向电力交易中心申报3至10段充放电量价曲线(即"在A价位充入、在B价位放出"),市场每15分钟出清一次电价。如果午间光伏大发使电价趋近于零,电站就大量充电;傍晚电价走高时再放电。电价差就是利润空间。这种模式把储能站从"被动调节工具"变成了"主动市场参与者"。山西探索储能盈利(瞭望周刊)

这个制度创新不是孤例。山西是中国第一个正式运行电力现货市场的省份(2023年底),同时也是国内首个建立独立储能参与一次调频辅助服务市场的省份。合荣电站恰好处在这套制度试验的先锋位置上。

不过,这个"先锋"位置也有代价。瞭望周刊2025年的调查报道指出,储能电站普遍面临盈利难题:单纯依靠电价差,一座100兆瓦/200兆瓦时的储能电站,按每天充放电两次计算,年充放电量很难超过1亿度,回本周期至少10年。合荣电站的一期工程目前参与现货市场交易,也在探索调频辅助服务、容量租赁等多元收入,但它在中国储能行业"成本高、利用率低、盈利模式不确定"的大背景下能否长期盈利,目前还没有公开的独立运营数据。山西探索储能盈利(瞭望周刊)

同一块土地,两种用法

站在储能站场址环顾四周,能看到这个位置选得很有意味。它紧贴丁崖500千伏超高压变电站,储能电力从电池舱出来,经220千伏升压到500千伏,直接馈入山西骨干电网。这个选址不是偶然:电网规划者在距离超高压枢纽最近的地方布局了储能设施,信号路径最短、响应最快。

更远处,是采煤沉陷区上铺展的光伏阵列和废弃的煤矿工业遗迹。大同的采煤沉陷区面积约1687平方公里,国家能源局首个"光伏领跑者示范基地"2015年就落在这里。从中国网2025年的报道中可以看到,同一片土地上光伏板下种了沙棘恢复植被,而储能站就在光伏阵列和煤电机组之间的电网上充当缓冲。大同采煤沉陷区转型光伏领跑者(中国网)

储能站、光伏基地、采煤沉陷区修复、以及仍在运转的煤电机组,这些元素在同一条输电走廊上同时存在,如果你开车沿大同外环绕一圈,能在不同方向看到每一种。这不是景观设计,是正在发生的产业替代。大同的新能源和可再生能源装机在2025年突破了1000万千瓦,占总装机的56%以上,储能装机规模居全省第一。从"煤都"到"绿电"基地(中新网)

储能还连接着大同转型链条上的另一环:算力。大同的AI算力在全国295个城市中排名第三,秦淮数据灵丘基地(年运行PUE低于1.2)和秦云基础超级能源综合体等项目大量消耗绿电。储能站的存在,让这些算力设施可以向客户承诺"绿电不间断":光伏在白天发的电,通过储能挪到晚上用;风电在夜间满发的冗余,也能储能后平移到白天输出。从挖煤到输电,从输电到输数据,储能是这条价值链上必不可少的电压调节器和时间平移器。

站在储能站外围看,还有一个对比值得留意。合荣电站占地约50多亩,而同等容量的燃煤电厂(200兆瓦)的占地通常在200亩以上,如果算上煤场和灰场,实际占地可能接近500亩。把燃煤电厂的烟囱和冷却塔的体量跟这些两层楼高的白箱子比,储能站在地面上的存在感要小得多。这种"占地少"不是风格,是技术路径差异:煤电需要持续的燃料输入和废渣输出,储能的输入端和输出端共用同一根电缆,物理规模天然压缩了。这意味着同一块土地上可以并置更多功能:储能站顶部没有架设光伏板的空间限制,周边也不存在类似燃煤电厂的污染缓冲区。能源基础设施从"独占土地"变成"与其他用地兼容",这是储能给城市空间形态带来的另一层变化。只是它发生得太平静,不像煤电的烟囱那么容易被注意到。

大同采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地,蓝色光伏面板与白色风车互为映衬
大同采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地。蓝色光伏面板和白色风车证明了同一块土地在世代更迭中找到了新的产业形态。图片来自中国网/今日中国,虞向军摄。

到这个"充电宝"看什么

合荣储能电站不是一个旅游目的地。它没有游客中心、开放展厅或观景台,它是正在运营的工业设施。但它值得专程去看的理由恰恰在于:它是大同这个城市空间里最新增加的一类基础设施,既不产生煤炭也不消耗煤炭,却在让煤炭变得不再必要。

如果你开车来,最直接的路线是沿301省道或二广高速向北,在新荣出口下高速后转向西村乡方向。抵达丁崖变电站附近时,储能站的白色集装箱群会在公路右侧的低缓坡地上出现。站区附近没有专门的停车场,可以在村道的安全位置靠边停靠,步行到围栏外围即可看到全貌。注意不要尝试进入围栏区域或使用无人机接近高压设备。走近围栏外围时,能听到一种持续的、低沉的嗡嗡声。这是升压变压器和逆变器运转时发出的工频噪声(50赫兹)。夏天站区附近的地面温度比周边农田略高,因为电池舱的液冷系统需要向外排热。这些声音和热感,在传统的火电厂或煤矿现场体会不到:火电厂有燃煤的硫味和轰鸣的轮机声,煤矿有皮带输送机的撞击声和煤尘。储能站的声音很轻,几乎只有电气设备自带的工作音。这个感官差异本身就在说明能源转型的具体含义。新基础设施更安静、更干净,但也更依赖精密电子而非体力劳动。

看完储能站后,可以继续往北走约40公里看大秦铁路湖东编组站(煤从哪里出发),往南看采煤沉陷区光伏基地(煤被什么替代),回头看古城里的华严寺和大同城墙(煤都之前的城市身份)。储能站在产业链上处在中段。它本身不太上镜,但它是理解整条转型链条上最关键的一环。

现场观察问题

  1. 站在储能站外围,数一数你能看到多少个白色集装箱。想一想,每个箱子5兆瓦时的容量对应的是多少户家庭的日用电量。

  2. 观察站区内的220千伏升压站和向外延伸的高压输电线路。注意它紧贴丁崖500千伏变电站选址,这个选址本身说明了储能站在电网中的什么角色?

  3. 坐车沿大同外环绕一圈(约1-2小时),你能从车窗里同时看到以下哪些:白色储能集装箱、蓝色光伏板、煤矿提升井架、高速路上的运煤重卡?这些元素在空间上是分开还是交错出现的?

  4. 回程时打开手机看一下山西电力现货市场的实时电价曲线(可通过国网山西电力或交易中心App查询)。午间光伏高发时段电价是否趋近于零?傍晚是否走高?如果答案是肯定的,你能否倒推储能站应该在什么时候充放电?

  5. 对比合荣电站(服务电网的储能)和你的手机充电宝,它们在"赚取价差"这一逻辑上的区别是什么?如果你来运营这座电站,你每天会如何决定充电和放电的时机?